関数 $y = \log 3x$ を微分し、その結果を $y' = \frac{1}{A} \cdot 3 = \frac{1}{B}$ の形で表すときの、$A$ と $B$ を求める問題です。ただし、ここで $\log$ は常用対数(底が10)とします。

解析学微分対数関数合成関数常用対数自然対数
2025/5/18

1. 問題の内容

関数 y=log3xy = \log 3x を微分し、その結果を y=1A3=1By' = \frac{1}{A} \cdot 3 = \frac{1}{B} の形で表すときの、AABB を求める問題です。ただし、ここで log\log は常用対数(底が10)とします。

2. 解き方の手順

まず、log3x\log 3x を微分します。
log3x\log 3x の微分は、合成関数の微分を利用します。
ddxlogx=1xln10\frac{d}{dx} \log x = \frac{1}{x \ln 10}
ddxlog(3x)=13xln10ddx(3x)=13xln103=1xln10\frac{d}{dx} \log (3x) = \frac{1}{3x \ln 10} \cdot \frac{d}{dx}(3x) = \frac{1}{3x \ln 10} \cdot 3 = \frac{1}{x \ln 10}
常用対数ではなく、自然対数(底が ee)の場合を考えます。
ddxlnx=1x\frac{d}{dx} \ln x = \frac{1}{x}
ddxln(3x)=13xddx(3x)=13x3=1x\frac{d}{dx} \ln (3x) = \frac{1}{3x} \cdot \frac{d}{dx}(3x) = \frac{1}{3x} \cdot 3 = \frac{1}{x}
問題文にある y=1A3=1By' = \frac{1}{A} \cdot 3 = \frac{1}{B} の形に合わせるためには、13x\frac{1}{3x} とする必要があります。自然対数で考えると、これは、y=13x3y' = \frac{1}{3x} \cdot 3 となります。この結果が、1x\frac{1}{x} となります。
A は 3x3x であり、B は xx であるとわかります。

3. 最終的な答え

A = 3x
B = x

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